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Spanish to English: Codigo red aerogeneradores General field: Tech/Engineering Detailed field: Energy / Power Generation
Source text - Spanish 1.0 Introducción.
En este documento, Código de Red, se especifica el conjunto de requerimientos que deben cumplir para interconectarse a la red eléctrica los Permisionarios y la Comisión que utilicen generadores impulsados por el viento.
La intermitencia del viento tiene efectos sobre la calidad de la frecuencia, Tensión y otros problemas eléctricos por lo cual es necesario crear reglas claras en la interconexión de los parques de generación eólica. Debido a que constantemente hay cambios tecnológicos es necesario que este documento sea revisado y modificado de acuerdo a las necesidades de mejora en la utilización y operación de este recurso.
En este documento se describe de manera general los requerimientos para interconectar a las redes eléctricas la generación eólica, se mencionan los estándares técnicos que son requeridos por la industria eléctrica con el objetivo de tener parámetros mínimos para la interconexión de este tipo de generación; los estándares de la serie IEC-61400 especifican lo relacionado con requerimientos de sistemas de generación eólica; así mismo, en los estándares IEC 61400-21, IEC-61000-3-6 e IEC-61400-3-7 se establecen los límites de inyección de corrientes armónicas y de parpadeo de tensión (flicker).
1.1 Propósito
El propósito de este documento es establecer los términos y condiciones para la interconexión de Aerogeneradores al Sistema Eléctrico Nacional. Se describen los requerimientos para instalaciones conectadas a 115 KV y mayores.
El presente Código de Red aplicará a los nuevos parques de generación eólica que se interconecten al Sistema Eléctrico Nacional a partir del 01 de julio de 2008. Los requerimientos para interconexión de Aerogeneradores al Sistema Eléctrico COUNTRY serán actualizados conforme las necesidades del sistema lo requieran, acorde con el desarrollo tecnológico y resultados de estudios del comportamiento del sistema eléctrico, generándose una nueva versión del documento en su momento.
Translation - English 1.0 Introduction.
This grid code describes the minimum requirements for the licensees and the commission that use wind-powered generators to interconnect to the power grid.
The regularity of wind affects the quality of the frequency, voltage and other electric problems so it is necessary to create clear rules for the interconnections of wind farms. Due to constantly changing technologies, this document should be reviewed and modified according to the improvement needs of the utilization and operation of this resource.
This document generally describes the requirements to interconnect wind power generation to the power grids and mentions the technical standards required by the electrical power industry with the goal of having a minimum parameter set for the interconnection of this type of generation; the IEC-61400 standards specify the requirements related to wind turbine systems; also, the IEC 61400-21, IEC-61000-3-6 and IEC-61400-3-7 establish the harmonic current injection and voltage flicker limits.
1.1 Purpose
The purpose of this document is to establish the terms and conditions for interconnecting wind turbines to the National Electric System. It describes the requirements for facilities connected to 115 KV or greater.
This grid code will apply to new wind farms that interconnect to the National Electric System starting on July 1, 2008. The requirements for interconnecting wind turbines to the COUNTRY Electric System will be updated as needed, according to technological developments and research results of the electric system behavior, creating a new version of the document each time.
Portuguese to English: Control Of Anomalies In Flow Measurement General field: Tech/Engineering Detailed field: Petroleum Eng/Sci
Source text - Portuguese Introdução
A medição de gases é um sistema complexo, pois o volume não é definido em fluidos compressíveis, sendo necessários equipamentos de instrumentação para conversão do volume para as condições de referência. Esses equipamentos necessitam de parâmetros para realizar essa conversão, entre eles os dados físico-químicos, utilizados no cálculo do fator de compressibilidade.
O cálculo do fator de compressibilidade é numérico e iterativo e existem diversos métodos para seu desenvolvimento, alguns mais precisos e complexos e outros menos precisos, porém mais simples.
Muitas distribuidoras de gás natural utilizam a compressibilidade para cálculo na conversão de volume,porém, utilizam métodos diferentes de cálculo, e como este é um método numérico iterativo, não possui um resultado preciso. Esse cálculo é utilizado diretamente em medição fiscal nem sempre com o método mais preciso, provocando um erro agregado na medição, porém o uso de um cálculo mais preciso gera um esforço computacional maior e, muitas vezes, eletrocorretores mais potentes, além de tráfego de dados cromatográficos intenso.
Foi realizado estudo sobre os métodos de cálculo de compressibilidade de gás natural diretamente nas normas e a busca de bibliografias que facilitem o estudo dos métodos. Foi desenvolvido um software que realiza os cálculos em todos os métodos, utilizando linguagem de programação C e interface gráfica. Foram levantados os dados físico-químicos do gás natural de vários lugares no Brasil e as condições de fluxos deste, e, utilizando o software desenvolvido, foram gerados os dados de fator de compressibilidade e a relação entre eles procurando verificar a viabilidade de cada método.
Objetivo
O presente trabalho tem como objetivo desenvolver os principais métodos de cálculo da compressibilidade do gás natural de várias fontes no Brasil, em diversos parâmetros, e comparar os resultados obtidos visando a identificação da variação dos métodos para que seja utilizado como base para desenvolvimento na aplicação da conversão do gás natural para as condições de referência.
Metodologia
No estudo realizado foram utilizados os métodos de cálculo da compressibilidade mais usuais no Brasil, o método AGA 8 Detail Method (Starling K. E.; Savidge J. L., 2003), AGA 8 Gross 1 Method (Starling K. E.; Savidge J. L., 2003), AGA 8 Gross 2 Method (Starling K. E.; Savidge J. L., 2003) e NX-19 (Zimmerman, Richard H., 1962). Foram utilizadas as composições do gás natural proveniente da Bolívia através do gasoduto GASBOL, que fornece para a região Sul, parte do Sudeste e parte do Centro Oeste do Brasil, do gás natural distribuído no estado de Minas Gerais - BR, do gás natural distribuído em Alagoas - BR através da UPGN de Pilar, do gás distribuído na Paraíba - BR através do gasoduto Nordestão e do gás natural distribuído no Rio Grande do Norte - BR através do gasoduto GASFOR. Para as análises, foram coletados os resultados cromatográficos dessas fontes no mês de Março, realizada a média das composições e normalizada as frações molares em quatro casas decimais. Esses dados estão contidos na tabela 01.
Foi desenvolvido um programa através do software Microsoft Visual C , onde é realizado o cálculo da compressibilidade de acordo com o detalhado nas normas propostas anteriormente, para esse software foi atribuído o nome de xxxxx e atualmente encontra-se na versão 2.1. Os resultados gerados pelo xxxxx foram comparados com os resultados padrões disponíveis em cada norma para o respectivo método de cálculo, obtendo precisão plena em todos os testes. Foi desenvolvido interface gráfica e sistema de desempenho sem interferência nos resultados, apenas para facilidade na geração dos dados.
O Software xxxxx 2.1 foi utilizado para gerar os valores da compressibilidade disponíveis, resumidamente, na tabela 2, utilizando como parâmetros de entrada os valores de pressão e temperatura usuais na distribuição de gás natural, a pressão atmosférica padrão igual a 101,325kPa e a composição dos gases obtidos pela cromatografia. Como os dados cromatográficos não possuem detalhamento da fração molar dos hidrocarbonetos com mais de quatro carbonos foi considerado que a fração de hidrocarbonetos pesados é equivalente ao i-butano (essa aproximação pode ser realizada sem grandes interferências nos resultados já que a fração de hidrocarbonetos pesados é baixa para todas as análises coletadas).
Para plotar os gráficos com o mínimo de interpolação possível foi gerado a compressibilidade em um range de 0°C a 40°C (variação 2°C) e de 0Kgf/cm² a 20Kgf/cm² (variação 0,5 Kgf/cm²), e calculado o desvio dos métodos em relação ao método AGA 8 – Detail, utilizada como padrão.
A equação do desvio está definida abaixo:
Di=Zi-ZpZp eq.01
Onde,
Di : Desvio do cálculo da compressibilidade pelo método i;
Zi : Compressibilidade calculada pelo método i;
Zp : Compressibilidade calculada pelo método padrão (AGA 8 – Detail);
Os dados gerados foram plotados em gráficos em três dimensões sendo os eixos a pressão, temperatura e desvio. Foi plotado um gráfico para cada tipo de cálculo da compressibilidade para um determinado gás natural. Os resultados estão disponíveis nos gráficos 1, 2 e 3.
Análises e Discussões
Observando os gráficos notamos um aumento aproximadamente linear do desvio com um aumento da pressão, mantendo a temperatura constante, esse aumento do desvio está presente em todos os gases analisados e em todos os métodos de cálculo, porém a taxa de aumento é relativa à composição do gás natural e ao método de cálculo da compressibilidade. A taxa de aumento do desvio no método Gross 2 é ligeiramente menor que o visualizado no método Gross 1, enquanto a taxa de aumento do desvio no método NX-19 é extremamente elevado se comparado com os métodos Gross 1 e Gross 2.
De acordo com os gráficos, com a diminuição da temperatura abaixo de 15°C aproximadamente, há um aumento exponencial do desvio chegando aos valores de maior desvio nos gráficos. Esse aumento é ligeiramente menor no método de cálculo Gross 2 do que no apresentado no método de cálculo Gross 1.
O método de cálculo Gross 2 apresentou, em alguns casos, valores negativos de desvio, em pequena escala, representando uma compressibilidade pelo método em questão menor do que o calculado pelo método Detail.
Em todos os casos, a compressibilidade calculada pelo método NX-19 apresentou desvios muito superiores aos desvios dos métodos Gross 1 e Gross 2, principalmente em valores mais elevados de pressão.
Para baixas pressões, o desvio se aproxima de zero em todos os métodos, e analisando a tabela 2, observa-se que a compressibilidade se aproxima de 1, independente do método.
Para realizar a conversão de volume, utiliza-se a equação de Clapeyron com fator de correção para gases reais.
P∙V=n∙R∙T∙Z→n∙R=P∙VT∙Z→P1∙V1T1∙Z1=P2∙V2T2∙Z2→V2=P1P2∙T2T1∙Z2Z1∙V1 eq.2
P = Pressão absoluta;
V = Volume;
n = Número de mols;
R = Constante universal dos gases;
T = Temperatura em escala absoluta;
Z = Compressibilidade do fluido.
Considerando que as compressibilidades nos valores de referência possuem valores muito próximos nos diversos métodos, e analisando a equação 2, observamos que, caso a compressibilidade nas condições de fluxo (Z1) seja maior que o real, o volume convertido para as condições de referência (V2) será menor.
Utilizando como base o gás de Alagoas, um volume diário de 1.000.000 m³ nos parâmetros 14Kgf/cm² e 20°C, a conversão utilizando o método AGA 8 – Detail, obtém-se um volume de 14.988.148,63m³, utilizando os mesmos parâmetros com o cálculo Gross 1 obtém-se um volume de 14.984.779,91m³, utilizando o método Gross 2 obtém-se um volume de 14.985.324,96m³, utilizando o método NX-19, obtém-se um volume de 14.339.681,89m³. Devido à divergência nos valores, e como as normas vigentes no Brasil não especificam um método de cálculo, é necessária uma aplicação criteriosa da compressibilidade.
Conclusões
A compressibilidade provoca uma variação considerável no volume convertido para as condições de referência, assim como o seu cálculo. Os estudos realizados apresentaram uma variação maior nos métodos de cálculo da compressibilidade para altas pressões. Para baixas pressões todos os métodos podem ser utilizados, embora seja aconselhado a exclusão do método NX-19, para pressões mais elevadas é aconselhado a utilização do método Gross 2, ou Gross 1 e para temperaturas menores que 15°C e pressões elevadas é aconselhado a utilização do método Detail. Como não há um método estabelecido pelo órgão regulador do comércio de gás natural, pode-se utilizar os dados aqui apresentados para realização de estudo de retorno financeiro que será diferente aplicando diferentes métodos de cálculo.
Translation - English
Introduction
Measuring gases is a complex system since volume is undefined for compressible fluids, making it necessary to use instrumentation equipment to convert the volume to standard conditions. This equipment requires parameters to perform the conversion, including the physical and chemical data used for calculating the compressibility factor.
The compressibility factor calculation is numerical and iterative and there are several methods for developing it. Some methods are more accurate and complex while others are less accurate and therefore simpler.
Many natural gas distributors use the compressibility to calculate volume conversion, but they use different calculation methods, and since this is an iterative numeric method, it does not have an accurate result. This calculation is used directly in fiscal metering, not always with the most accurate method, resulting in an aggregate error in the measurement, but the use of a more accurate calculation implies a larger computational effort and, in many cases, more powerful flow computers, as well as heavy chromatographic data traffic.
A study on the compressibility calculation methods of natural gas was done based directly on the standards and the search for bibliographies that facilitate the study of the methods. Software to do the calculation using all of the methods was developed in the C programming language and a graphical interface. The physical and chemical data of the natural gas and its flow conditions were gathered from various places in Brazil, and, using the developed software, the data of the compressibility factor and the relation between them were generated, with the goal of verifying the viability of each method.
Objective
This work aims to develop the main calculation methods of compressibility of the natural gas from various sources in Brazil, with different parameters, and compare the obtained results in order to identify the variation between the methods so that it can be used as a basis in the development of the application for converting natural gas to reference conditions.
Methodology
The most commonly used calculation methods in Brazil were used in the study: the AGA 8 Detail Method (Starling K. E.; Savidge J. L., 2003), AGA 8 Gross 1 Method (Starling K. E.; Savidge J. L., 2003), AGA 8 Gross 2 Method (Starling K. E.; Savidge J. L., 2003) and NX-19 (Zimmerman, Richard H., 1962). The compositions of natural gas coming from Bolivia through the GASBOL pipeline were used, which provides gas to the South, part of the Southeast and part of the Central West regions of Brazil, the natural gas distributed in the state of Minas Gerais - BR, the natural gas distributed in Alagoas - BR through UPGN of Pilar, the gas distributed in Paraíba - BR through the Northeast gas pipeline and the natural gas distributed in Rio Grande do Norte - BR through the GASFOR pipeline. For the analysis, the chromatographic results from these sources were collected for the month of March, the average of the compositions was calculated, and the molar fractions were rounded to four decimal places. This data is listed in table 01.
A program was developed in Microsoft Visual C to calculate the compressibility according to the proposed standards detailed above. This program is called xxxxx and it is currently in version 2.1. The results generated by xxxxx were compared to the standard results available in each guideline for the respective calculation method, obtaining absolute precision in all of the tests. A graphical interface and performance system were developed without interfering with the results, only to facilitate generating the data.
The xxxxxx 2.1 program was used to generate the available compressibility values, summarized in table 2, using the usual pressure and temperature values in natural gas distribution, the standard atmospheric pressure of 101.325kPa and the composition of gases obtained from the chromatography as input parameters. Since the chromatographic data does not have details about the mole fraction of hydrocarbons with more than four carbon atoms, it was considered that the fraction of heavy hydrocarbons is equivalent to i-butane (this approximation can be made without a large effect on the results since the fraction of heavy hydrocarbons is low for all of the collected analyses).
To plot the graphs with a minimum possible interpolation, the compressibility was generated in a range of 0°C to 40°C (margin of 2°C) and 0Kgf/cm² to 20Kgf/cm² (margin of 0.5 Kgf/cm²), and the deviation of the methods were calculated in relation to the AGA 8 – Detail Method, which was used as a standard.
The deviation is defined below:
Di=Zi-ZpZp eq.01
where,
Di : Deviation of the compressibility calculation by method i;
Zi : Compressibility calculated by method i;
Zp : Compressibility calculated by the standard method (AGA 8 – Detail);
The generated data was plotted in three dimensional graphs with pressure, temperature and deviation as the axes. A graph was plotted for each type of compressibility calculation for a determined natural gas. The results are shown in graphs 1, 2 and 3.
Analysis and Discussions
From the graphs, an approximately linear increase in the deviation with an increase in pressure is evident when temperature is kept constant. This increase in the deviation is present for all of the gases analyzed and for all calculation methods, but the increase rate is relative to the composition of the natural gas and to the compressibility calculation method. The increase rate of the deviation in the Gross 2 method is slightly lower than the one seen in the Gross 1 method, while the deviation increase rate in the NX-19 method is very high compared to the Gross 1 and Gross 2 methods.
According to the graphs, with a decrease in temperature to under approximately 15°C, there is an exponential increase in the deviation reaching the highest deviation values in the graphs. This increase is slightly lower in the Gross 2 calculation method than in the Gross 1 calculation method.
The Gross 2 calculation method presented small negative deviation values in some cases, representing a lower compressibility calculated by the method in question than that calculated by the Detail method.
In all cases, the compressibility calculated by method NX-19 presented deviations much higher than the those of the Gross 1 and Gross 2 methods, mainly at higher pressure values.
For low pressures, the deviation approaches zero in all of the methods, and analyzing table 2, it is clear that the compressibility approaches 1, independent of the method.
The Clapeyron equation is used to perform the volume conversion, with a correction factor for real gases.
P = Absolute pressure;
V = Volume;
n = Number of moles;
R = Universal gas constant;
T = Temperature in absolute scale;
Z = Compressibility of the fluid.
Considering that the compressibility in the reference values have very similar values for the different methods, and analyzing equation 2, it is clear that when the compressibility in flowing condition (Z1) is greater than the real compressibility, the volume converted to reference conditions (V2) is lower.
Using Alagoas gas as a basis, a daily volume of 1,000,000 m³ at 14Kgf/cm² and 20°C, and the conversion using method AGA 8 – Detail, a volume of 14,988,148.63m³ is obtained. Using the same parameters with the Gross 1 calculation yields a volume of 14,984,779.91m³. Using the Gross 2 method yields a volume of 14.985.324,96m³. Using the NX-19 method yields a volume of 14,339,681.89m³. Due to the difference in the values, and since current regulations in Brazil do not specify a calculation method, careful application of the compressibility is necessary.
Conclusions
The compressibility causes a considerable variation in the volume converted to base conditions, as well as in its calculation. The studies done show a greater variation in the compressibility calculation methods at high pressures. At low pressures all of the methods can be used, although it is advised to exclude method NX-19. For higher pressures it is advised to use the Gross 2 or Gross 1 methods and for temperatures lower than 15°C and high pressures it is advised to use the Detail method. Since there is no method established by the natural gas trade regulatory agency, the data presented here can be used for studying the financial return which will be different depending on the calculation method applied.
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